利用电流体动力学技术的流体旋转装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用电流体动力学技术的流体旋转装置。采用微电机系统（ＭＥＭＳ）技术和电流动力学（ＥＨＤ）技术的流体旋转装置包括：基础层，具有用于将极性流体吸入其中的空间；安装在该空间中的多个第一和第二电极；密封该空间的盖，所述盖包括用于向该空间供应极性流体的入口和用于将该空间中容纳的极性流体排出的出口；安装到该盖的第三电极；以及用于向第一至第三电极提供电功率的功率器件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种流体旋转装置。特别是，本专利技术涉及一种通过将微电机系统(MEMS)技术应用于电流体动力学(EHD)技术而实现的微流体旋转装置。
技术介绍
微电机系统(MEMS)涉及一种利用半导体加工方法对微电机结构进行加工的技术，或者涉及这样获得的加工产品。利用MEMS技术，可以设计出具有小于微米(μm)数量级的微观结构的机器和器件。因此，MEMS技术因其在范围很广的工业中的创新前景而作为战略性工业受到全世界的支持，所述范围很广的工业如电子学、机械、医学和国防工业。当MEMS技术与电流体动力学(EHD)技术相结合时，可以实现微型尺寸的流体旋转装置。一般来说，EHD技术能够使电介质液体(例如，极性流体，该极性流体如盐水)移动，而不需要动力部分。在制造的情况下，利用EHD技术，可以从电介质液体中的电场和加载到环境的电场获得用于移动电介质液体的泵或液体旋转装置，压力差是移动电介质液体的原动力。采用MEMS加工和EHD技术的流体旋转装置获得很长的使用寿命，因为其不需要用于移动电介质液体的动力部分，并且甚至可在非常小的样品体积上工作。因此，人们正在积极地研究这种流体旋转装置。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是提供一种流体旋转装置，该装置通过将微电机系统(MEMS)技术与电流体动力学(EHD)技术相结合而实现，能够使生物学细胞级别上的非常小的样品体积中的微小粒子离心分离而不会对粒子造成任何损害，并提供很长的使用寿命。为了实现上述目的，本专利技术提供一种流体旋转装置，包括基础层，该基础层包括用于将极性流体吸入其中的空间；安装在该空间中的多个第一和第二电极；密封该空间的盖，所述盖包括向该空间供应极性流体的入口和将该空间中容纳的极性流体排出的出口；安装在该盖上的第三电极；以及向第一至第三电极提供电功率的功率器件。下面描述本专利技术的优选方面。第一至第三电极呈板形，并径向排列，从而不会彼此重叠。功率器件提供具有不同相位的三相交流(AC)电源。基础层由硅制成。本专利技术的另一个方面提供一种流体旋转装置，包括基础层，该基础层包括用于将极性流体吸入其中的空间；置于该空间中的多个第一至第三电极；密封该空间的盖，所述盖包括向该空间供应极性流体的入口和将该空间中容纳的极性流体排出的出口；以及向第一至第三电极提供电功率的功率器件。在该实施例中，第一至第三电极以及基础层的结构可与第一实施例中的结构相同。根据本专利技术的第三实施例的流体旋转装置包括基础层；安装到该基础层的多个第一至第三电极；置于该基础层之上的盖，所述盖包括将极性流体吸入其中的空间，向该空间供应极性流体的入口和将该空间中容纳的极性流体排出的出口；以及向第一至第三电极提供电功率的功率器件。根据如上所述的本专利技术的一些方面和实施例，由于本专利技术没有用于旋转极性流体的动力结构从而延长了该装置的使用寿命。并且，当该流体旋转装置用作离心机时，可以将细胞等级的少量样品中的微小粒子离心分离而不会对其造成损害。此外，通过将专用的送水管与入口和出口相连，可以将根据本专利技术的流体旋转装置用作流体泵，此外，该装置还可利用通过出口排出的流体的压力而作为微电机的原动力。附图说明通过参考附图详细地描述本专利技术的示范性实施例，本专利技术的上述方面和其他特点将变得更加显而易见图1是根据本专利技术一个实施例的流体旋转装置的平面图；图2是沿线II-II切开的图1的横截面视图；图3是根据本专利技术第一实施例的流体旋转装置的分解透视图； 图4是根据本专利技术第二实施例的流体旋转装置的分解透视图；以及图5是根据本专利技术第三实施例的流体旋转装置的平面图，该图示出共面设置的第一至第三电极。具体实施例方式在下文，将参考图1至3详细地描述本专利技术的第一实施例。下面的详细描述帮助全面地理解本专利技术。因此，显然，本专利技术可以不限于这种结构来实施。此外，没有详细地描述公知的功能或构造，因为它们将会在不必要的细节上混淆本专利技术。如图1至3所示，采用电流体动力学(EHD)技术的流体旋转装置包括基础层110、第一和第二电极120和130，盖140、第三电极150，和功率器件160。例如盐水的极性流体F(图2)置于基础层110上，形成用于吸入极性流体F的空间110a。基础层110优选由硅制成。优选的是，空间110a的直径不大于约2mm。空间110a的高度可近似为0.1mm。在空间110a中交替地设置多个第一和第二电极120和130，从而使其彼此不重叠。盖140密封空间110a，并包括入口141和出口142。通过入口141将置于基础层110上的极性流体F吸入到空间110a中，并通过出口142将吸入的极性流体F排出到基础层110的上部。出口142可包括用于引导排出的极性流体F的送水管143。第三电极150置于基础层110或盖140上，以面向第一和第二电极120和130。多个第三电极150在环形体上向内突出，从而不会与第一和第二电极120和130重叠。当第三电极150安装在盖140上时，第三电极150具有与第一电极120相似的结构，可与第一和第二电极120和130部分地重叠，如图1至4中所示。如图5中所示，根据本专利技术的另一个实施例，所有的第一至第三电极320、330和350都可以安装在基础层110上。功率器件160可通过三相交流(AC)电源实现，用于分别向第一至第三电极120、130和150提供通常具有相同频率的交流电压。交流电压彼此具有相位偏移，通常偏移120°。根据本专利技术的另一个实施例，采用EHD技术的流体旋转装置包括基础层210、第一和第二电极220和230、盖240、第三电极250和功率器件260，如图4中所示。如盐水的极性流体F(图2)置于基础层210。基础层210优选由硅制成。如图4中所示，多个第一和第二电极220和230交替地置于基础层210上，从而使其彼此不重叠。在基础层210上面形成的盖240包括用于将极性流体F吸入的空间240a、用于将极性流体F吸入空间240a的入口241，和用于将空间240a中容纳的极性流体F排出的出口242。通过入口241将置于基础层210上的极性流体F吸入空间240a中，通过出口242将吸入的极性流体F排出到基础层210的上部。第三电极250置于盖240上，以面向第一和第二电极220和230。这里，多个第三电极250在环形体上向内突出，从而不会与第一和第二电极220和230重叠。功率器件260可以通过三相交流(AC)电源来实现，用于分别向第一至第三电极220、230和250提供相位偏移的交流电压。根据本专利技术第三实施例的利用EHD技术的流体旋转装置具有与上面描述的第一实施例相同的结构，但是其区别在于多个第一至第三电极320、330和350交替地安装在基础层110上。本专利技术的第一至第三实施例的第一至第三电极优选形成为平板。这是因为，如果第一至第三电极具有突起形状，那么集中于这些突起的电极的电场会干扰极性流体F的旋转。在下文，将参考附图描述根据本专利技术一个实施例的流体旋转装置的操作。尽管第一实施例中的空间110a形成于基础层110中，但是第二实施例的空间240a形成在盖240处。并且，第三实施例具有与第一实施例相似的结构，除了第一至第三电极320、330和350形成在基础层110上。因此，下面的描述将参考第一实施例。当三相AC电源通过功率器件1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体旋转装置，包括：基础层，包括将极性流体吸入其中的空间；多个第一和第二电极，这些电极安装在该空间中；密封该空间的盖，所述盖包括用于向该空间供应极性流体的入口和用于将该空间中容纳的极性流体排出的出口；第三 电极，安装到该盖；以及功率器件，用于向第一至第三电极提供电功率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：孙东岐，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]